Генератор трифазних синусоїдальних сигналів

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для получения плавной независимой регулировки частоты, фазы и амплитуд вы ходного напряжения. Известно несколько типов генераторов трехфазных синусоидальных сигналов. Наиболее известны из них, во-первых, регулир ующие амплитуду и частоту вы ходного напряжения по определенным зависимостям и, во-вторых, регулирующие амплитуду и/или частоту и фаз у. Однако часто возникает потребность в реализации зависимостей законов управления, основанных на раздельном независимом управлении амплитуды, частоты и фазы выходного напряжения, и, кроме этого, раздельном независимом управлении амплитудами и фазами каждого выходного напряжения генератора трехфазных синусоидальных сигналов. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является (А.с. СССР №1543534, кл. H03B27/00, 1990) цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов, который позволяет работать в одном из четырех режимах: регулирование частоты при постоянной его амплитуде, регулирование амплитуды при постоянной частоте, регулирование фазы при постоянной частоте, регулирование фазы и амплитуды при постоянной частоте, а также во втором, третьем и четвертом режимах регулирование и частоты, устройство содержит блок управления, генератор переменной частоты, реверсивный счетчик, два блока постоянного запоминания, четыре цифроаналоговых преобразователя, семь сумматоров, два управляемых источника опорного напряжения, блок коррекции амплитуды, два инвертора. Однако такой цифровой генератор трехфазных синусоидальных сигналов не позволяет раздельное регулирование амплитудами трех вы ходных синусоидальных напряжений и их частотой и фазой при высокой точности и простоте независимого регулирования. В основу настоящего изобретения положена задача создать генератор трехфазных синусоидальных сигналов, который обеспечивает независимое регулирование амплитудами, фазой и частотой трех выходных синусоидальных напряжений. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном генераторе трехфазных синусоидальных сигналов блок формирования и задания частоты выходного напряжения, состоящего из генератора управляющего напряжения, формирователя адреса, постоянных запоминающих устройств, ЦАП, определителя знака сигнала задания на частоту, переключателя фаз, вырабатывает три синусоидальных сигнала, заданной частоты и сдвинутых на 120°, которые подаются на блоки регулирования фаз, каждый из которых состоит из сумматора, перемножающего устройства и устройства деления, которые регулируют, на основе сигналов задания на фазу, сигналов от блока коррекции амплитуды, содержащий сумматор и устройства возведения в квадрат и извлечения квадратного корня, и сигналов, опережающих и х на 120°, фазы выходных напряжений, которые подаются на блоки регулирования амплитуд, состоящих из перемножителей, производящие умножение каждой синусоиды на сигнал задания на амплитуду фазы и регулирующие раздельно амплитуды трех выходных син усоидальных напряжений. На чертеже (фиг.) представлена блок-схема предлагаемого генератора трехфазных синусоидальных сигналов. Генератор трехфазных синусоидальных сигналов содержит блок формирования и задания частоты 1, состоящий из генератора управляющего напряжения 2, формирователя адреса 3, постоянных запоминающих устройств 4 - 6, ЦАП 7 - 9, определителя знака сигнала задания на частоту 10, переключателя фаз 11, три блока регулирования фаз 12 - 14, состоящих из сумматоров 15 - 17, перемножающих устройств 18 - 20, устройств деления 21 - 23, блока коррекции амплитуды 24, состоящего из устройства возведения в квадрат 25, сумматора 26, устройства извлечения квадратного корня 27, три блока регулирования амплитуд 28 - 30, состоящих из перемножающих устройств 31 - 33. Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал на задание частоты подается через генератор управляющего напряжения 2 на формирователь адреса 3, который вырабатывает последовательность адресов, и через определитель знака сигнала задания на частоту 10 на переключатель фаз 11, который переключает выхода ЦАП 8, 9 на входа перемножающих устройств 16, 17 или 17, 16 (при положительном знаке соединяет выхода ЦАП 8, 9 с входами перемножающих устройств 16, 17 соответственно, а при отрицательном - с 17, 16 соответственно), что позволяет менять направление движения суммарного вектора трех выходных фаз с направления по часовой стрелке на направление против часовой стрелке. Сигнал с формирователя адресов 3 преобразуется посредством постоянных запоминающихся устройств 4 - 6, в которых "прошиты" три синусоидальные последовательности, сдвинутые относительно друг друга на 120°, и ЦАП 7 - 9, в которых преобразуются цифровые синусоидальные последовательности в аналоговые синусоидальные сигналы. Выходные сигналы блока формирования и задания частоты 1, имеющих вид подаются на первые входы сумматоров 15 - 17 блоков регулирования фаз 12 - 14, вторые входы которых соединены с выходами перемножающих устройств 18 - 20, первые, вторые входы перемножающих устройств подключены к выходам опережающих входные сигналы на блоки регулирования фаз 12 - 14 (сумматоры 15 - 17) на 120°, и к сигналу задания на фазы соответственно. Таким образом, при сложении на сумматорах 15 - 17 синусоидальных сигналов и синусоидальных сигналов с соответственно, при амплитудных значениях синусоидальных сигналов равных имеют место результирующие синусоидальные сигналы вида где причем регулирование частоты, фазы и амплитуд осуществляется независимо, а регулирование амплитуд осуществляется у каждой фазы выходного синусоидального напряжения в отдельности. При смене знака сигнала задания на частоту вместо сигналов на сумматоры 16, 17, на перемножающие устройства 32, 33 блоков регулирования амплитуд 29, 30, подаются соответствен согласно следующего общего правила сложения синусоидальных сигналов но сигналы а выходные сигналы генератора трехфазных гармонических сигналов представляют собой сигналы Таким образом, выходные сигналы генератора трехфазных син усоидальных сигналов имеют независимую регулировку частоты, фазы и амплитуд каждого выходного сигнала, что позволяет строить на его базе широкий класс систем управления и регулирования. при Видно, что каналы регулирования фаз зависят от сигнала задания на фазы изменяя при не только фазы, но и амплитуды синусоидальных сигналов Такое влияние устраняется, т.е. реализовывается независимое регулирование фаз, делением сигналов на значение соответственно, что осуществлено подачей на первые входы устройств деления 21 - 23 сигналов а на вторые Сигнал получается путем подачи сигнала задания на фазы на устройство возведения в квадрат 25 (может быть реализовано на основе устройства перемножения как показано на фиг.1) и присоединения его выхода к первому входу сумматора 26, на второй, третий входы которого подается сигнал соответствующий амплитудному сигналов и сигнал, значению который в общем случае равен Извлечение квадратного корня из суммы таких сигналов осуществлен соединением выхода сумматора 26 с входом устройства извлечения квадратного корня 27 и представляет собой сигнал При этом независимое регулирование фазы выходных синусоидальных напряжений сигналом осуществляется в диапазоне от 0° до 120°. Выходные сигналы блоков регулирования фаз 12 - 14 соединены с входами блоков регулирования амплитуд 28 - 30, содержащих перемножающие устройства 31 - 33, на первые входы которых подаются сигналы а на вторые сигналы задания амплитуд выходных син усоидальных напряжений соответственно. Выходные сигналы перемножающих устройств 36 - 38 являются выходными сигналами генератора трехфазных синусоидальных сигналов и имеют вид